1、課程設計任務書設計題目：某熱油管道工藝設計學生姓名課程名稱管道輸送工藝課程設計專業班級地 點起止時間17-18周設計內容及要求某油田初期產量油180萬噸/年，五年后原油產量達到350萬噸/年，計劃將原油輸送到480km外的煉油廠，需要設計一條輸油管道，采用密閉輸送方式。設計要求：（1）確定管道材質及規格；（2）一期數量（180萬噸/年）條件下，設備選型，確定運行方式；（3）布置熱站和泵站（4）一期條件下（180萬噸/年）條件下，考慮翻越點，若存在翻越點給出解決措施；（5）繪制一期工程首站工藝流程圖（2#）1張；（6）確定二期（350萬噸/年）條件下，泵站數及熱站數；（7）二期熱站、泵站的布置、

2、翻越點校核；（8）靜水壓以及動水壓校核；（9）最小輸量；（10）繪制二期工程中站站工藝流程圖（2#）1張。設計參數原油性質表1：表1某原油性質含蠟量，%瀝青質，%密度，kg/m3初餾點，凝固點，粘度，50，mPa.s36.875.788548.67630.58.9里程和高程見表2：表2里程和高程表里程，km070146178220287347410480高程，m210270208237170280215250236地溫資料見表3。表3 管道經過地區的地溫月份123456789101112地溫3467891518131086輸送壓力7.5MPa，最高輸送壓力9MPa,末站剩余壓頭70m，局部摩阻

3、為沿程摩阻的1.2%計，20相對密度0.8546，50粘度8.9mPa.s。粘溫指數0.036。進站溫度控制在38。保溫層采用黃夾克，厚度35mm。土壤導熱系數1.1W/（m），埋地深度1.5m。最高輸送溫度68，最低輸送溫度36。進度要求17周：周一上午：9:00-12:00：發任務書，講解任務書內容和設計要求，然后學生查找相關設計手冊，查資料，開始做課程設計；下午：14:00-5:00 答疑，指導；周二周四上午：9:00-12:00：個別指導；下午：14:00-5:00 集中答疑、指導；周五上午9:00-12:00：個別輔導；下午：14:00-5:00 檢查本周設計內容，對未完成要求任務的

4、提出警告。18周：周一周三上午：9:00-12:00：個別指導；下午：14:00-5:00 集中答疑、指導；周四上午：9:00-12:00：學生交設計初稿，進行檢查，對存在的問題要求學生改進；下午：14:00-5:00 集中答疑、指導，修改設計報告及流程圖；周五上午：9:00-12:00：個別指導，修改修改設計報告及流程圖；下午：14:00-5:00 交設計報告及流程圖。參考資料輸油管道設計與管理，楊筱蘅主編，石油大學出版社；油氣管道輸送技術，張其敏主編，中國石化出版社；泵與壓縮機，錢錫俊主編，石油大學出版社；油氣儲運概論，張勁軍主編，石油大學出版社；油氣管道工程概論，中國管道公司主編，中國石

5、油工業出版社；油氣地面工程設計手冊第四冊，石油工業出版社；石油專用管，石油工業出版社等。其它正式提交的文檔必須嚴格按學校的格式來寫，不能有計算錯誤；不能有錯別字。說明本題目有兩名學生完成；一名學生完成一期工程的設計內容，即任務書中的（1）（5）部分；另一名學生完成二期工程的設計內容，即任務書中的（6）（10）部分。系主任： 指導教師： 年 月 日重慶科技學院管道輸送工藝課程設計報告學 院: 專業班級: 學生姓名: 學 號: 設計地點（單位）_ _ _ 設計題目:_某熱油管道工藝設計二期 _ 完成日期： 2011 年 12 月 29 日 指導教師評語: _ _ _ 成績（五級記分制）:_ _ 指

6、導教師（簽字）:_ _ 目錄1 總論11.1設計依據11.2設計原則12 工程概況22.1 管道設計參數22.2 原油物性22.3 其它參數23工藝計算33.1 采用的輸送方式33.2管道規格33.2.1平均溫度33.2.2油品密度33.2.3流量計算33.2.4油品粘度33.2.5管道內徑43.2.6壁厚43.2.7管道外徑43.2.8驗證經濟流速53.3熱力計算53.3.1雷諾系數53.3.2總傳熱系數53.3.3原油比熱容63.3.4加熱站布站73.3.5水力計算83.3.6計算摩阻93.4選用泵的型號93.4.1 原動機的選型93.4.2加熱設備選型93.5站場布置103.6校核動靜壓

7、力115.6.1判斷翻越點113.6.2動水壓力校核123.6.3靜水壓力校核123.7最小輸量124 設計結果14參考文獻151 總論1.1 設計依據 （1）國家的相關標準、行業的有關標準、規范； （2）相似管道的設計經驗； （3）設計任務書。 1.2 設計原則1 （1）嚴格執行現行國家、行業的有關標準、規范。 （2） 采用先進、實用、可靠的新工藝、新技術、新設備、新材料，建立新的管理體制，保證工程項目的高水平、高效益，確保管道安全可靠，長期平穩運行。（3）節約用地，不占或少占良田，合理布站，站線結合。站場的布置要與油區內各區塊發展緊密結合。（4） 在保證管線通信可靠的基礎上，進一步優化通信

8、網絡結構，降低工程投資。提高自控水平，實現主要安全性保護設施遠程操作。（5）以經濟效益為中心，充分合理利用資金，減少風險投資，力爭節約基建投資，提高經濟效益。2 工程概況某油田初期產量油180萬噸/年，五年后原油產量達到350萬噸/年，計劃將原油輸送到480km外的煉油廠，需要設計一條輸油管道，采用密閉輸送方式。設計要求：（1）確定二期（350萬噸/年）條件下，泵站數及熱站數；（2）二期熱站、泵站的位置、翻越點校核；（3）靜水壓及動水壓校核；（4）最小輸量；（5）繪制二期工程中間站工藝流程圖（2#）1張。 2.1 管道設計參數表2.1 管道經過地區的地溫月 份123456789101112地溫

9、3467891518131086表2.2 里程和高程表里程（km）0.080173236292353430480520高程 (m)210270208237170280215250236輸送壓力7.5 MPa，最高輸送壓力9MPa，末站剩余壓頭70m，局部摩阻為沿程摩阻的1.2%計，進站溫度控制在38，最高輸送溫度68，最低輸送溫度36。2.2 原油物性表2.3某原油性質含蠟量，%瀝青質，%密度，初餾點，凝固點，粘度，50，mPa.s36.875.78854.67630.58.920相對密度0.8546，50粘度8.9mPa.s，粘溫指數0.036。2.3 其它參數保溫層采用黃夾克，厚度35mm

10、，土壤導熱系數1.1 W/(m·)，埋地深度1.5m。3工藝計算3.1 采用的輸送方式密閉輸送也叫“從泵到泵”輸送，這種輸油工藝中，中間輸油站不設供暖沖用的旁接油罐，上站來油全部直接進泵。其特點是：整條管道構成一個統一的密閉的水力系統，可充分利用上站余壓，節省能量，還可以基本中間站的輕質油蒸發損耗；但對自動化程度和全線集中監控要求較高；存在水擊問題，需要全線的水擊監測與保護。長距離輸油管道的離心泵大都采用“從泵到泵”的方式?，F代的管線均為密閉輸送方式，如我國近些年建成的鐵大線、東黃復線等。所以本設計的輸送方法為密閉輸送方式。3.2管道規格已知的熱油管道年輸量為350萬噸。3.2.1平

11、均溫度 （3-1）加熱站的起點，終點溫度，。3.2.2油品密度 （3-2）式中 溫度t及20時的油品密度，；溫度系數，。 3.2.3流量計算2 （3-3）式中 G年任務質量輸量，；Q體積流量，；油品平均溫度的密度，；3.2.4油品粘度 （3-4）式中 運動粘度；平均溫度，。3.2.5管道內徑 （3-5）式中 Q體積流量，；經濟流速，。經濟流速取值范圍是12之間。假設=1.6m/s。3.2.6壁厚查規范，選規格為X70的管材，其最小屈服強度為485MPa,故其壁厚： （3-6）式中 t壁厚，m；P設計壓力，（取1.1倍的最高工作壓力）MPa；Di管道外徑，m；許用壓力，MPa；許用應力： （3-

12、7） 式中 s最小屈服強度，MPa；K設計系數，根據規范站外管道取0.72；焊縫系數，根據X70取13.2.7管道外徑查規范，沒有管壁為4.7mm的，所以選8mm的325×8和377×8的標準管道。 （3-8）式中 D管道內徑，m；Q體積流量，m3/s；V實際流速，m/s。經濟流速的校核：當選325×8時， 當選377×8時， 所以325×8符合設計要求。故選用325×8規格的鋼管。3.2.8驗證經濟流速3根據選擇管道，內徑經濟流速滿足在12之間，所以，選擇的管道符合。3.3熱力計算3.3.1雷諾系數由于，所以成紊流狀態。管道中的實際

13、流速為：選取黃夾克作為保溫材料，第一層低合金鋼管，國標GB/T 1591-1994中，16Mn對應的是Q345，它的熱導系數：。第二層保溫層的導熱系數為。保溫材料厚度為3550mm。假設取厚度為35mm。3.3.2總傳熱系數傳熱系數 （3-9）總傳熱系數式中 d管內徑，m；第i層的外徑，m；第i層的內徑，m；最外層的管外徑，m；D管徑，m。若，D取外徑；若，D取算數平均值；若，D取內徑油流至管內壁的放熱系數，在紊流情況下比層流時大得多，通常情況下大都大于.因此在紊流情況下，對總傳熱系數的影響很小，可忽略不計，而在層留情況下就必須計入。管最外層至周圍介質的放熱系數: （3-10）式中 土壤導熱系

14、數，；管中心埋深，m；最外層的管外徑，m。在紊流情況下，1對總傳熱系數影響很小，可忽略不計。3.3.3原油比熱容4原油和石油產品的比熱容通常在1.62.5KJ/(Kg.)之間.時原油的相對密度為： （3-11）式中 15時原油的相對密度； 溫度系數，； 溫度為20時的油品密度，原油的比熱容為： （3-12）式中 15時原油的相對密度；比熱容，；T原油溫度，。3.3.4加熱站布站質量流量為： （3-13）式中 1原油質量流量，；原油輸量，；t管道全年運行時間，一年工作日為350天。確定出加熱站的出、進口溫度，即站間管段的起、終點溫度和，任務書設計要求進站溫度控制在38,出站溫度假設為68，可按冬

15、季月平均最低溫度及全線的K值估算加熱站間距， （3-14）熱油管全場480公里，加熱站數n，在進行n的具體計算時，需要進行化整，必要時可適當調節溫度。在以上基礎上課求出每個加熱站的熱負荷： （3-15）式中 加熱爐的效率，%；c原油的比熱容，J/(kg.)；G原油質量流量，kg/s；Q加熱站的熱負荷，J/s。管道周圍的自然溫度:=220kmn=480/220=2.2(個)9320KJ/s由于熱站的熱負荷不小，為了保證熱站不承受過大的負荷，所以取n=4個。則熱站間距為： （3-16）式中 N加熱站數，個； L輸油管道總長，m； 加熱站間距，m；出站溫度為: （3-17）式中 原油質量流量，；加熱

16、站的進站溫度，；加熱站的出站溫度，。比熱容，加熱站間距，m；K管道總傳熱系數，；管道內徑，m。管道周圍的自然溫度，；因為57.568，所以出站溫度假設合理。3.3.5水力計算5用平均溫度法求溫度：時原油的密度為：故平均溫度下的運動粘度為： （3-18） 式中 溫度為平均溫度、時油品的運動黏度，；U黏溫指數，。3.3.6計算摩阻一個加熱站間的摩阻為： （3-19）總摩阻為： （3-20）全線所需總壓頭為： （3-21）式中 沿線總摩阻，m；加熱站間距的摩阻，m；H全線所需要的總壓頭，m。 3.4選用泵的型號假設選用泵型號為250YS150×2，其流量為500，揚程為300m,轉速為29

17、50r/min，電動機功率為800千瓦，效率為69%。每個泵站選用4臺，其中3臺串聯，1臺備用。平均溫度下的密度為： 泵所產生的壓力為： （3-22）式中 P泵所能夠提供的壓力，Pa；油品的密度，；H泵所提供的揚程，m；P滿足輸送壓力的要求，故所選擇的泵符合要求。3.4.1 原動機的選型防爆型電動機，轉速為2950r/min，電動機功率為800千瓦，效率為69%。3.4.2加熱設備選型首站選用換熱器，其他加熱站選用加熱爐，其熱負荷為1095.6kJ/s，效率為80%。3.5站場布置泵站數為： （3-23）式中 n泵站數，個；H全線所需的總壓頭，m；泵所提供的揚程，m。得：n(個)向上取整，取n

18、=7（個）采用平均法布站，其站間距為： (3-24) 式中 泵站站間距，m； L管線總長，m；取泵站內壓頭損失為，泵站進口壓力控制在3080m范圍內。（1）當第二站與首站間距取70km,對應高程為Z=270m，則其進口壓力為： (3-25) (3-26) 式中 泵站進口的剩余壓頭，m；H泵站所提供的揚程，m；I水力坡降；L兩泵站的站間距，m；兩泵站間的高程差，m；泵站內壓頭損失，m。得：由于其進口剩余壓頭小于30m，故不符合要求，需縮小站間距。（2）取第二站與首站的站間距為60km，對應高程為Z=261.4，則進口壓力為：符合要求，故第二站布置在距離首站60km處。（3）取第三站與首站的站間距

19、為135km，對應高程為Z=217，則進口壓力為：符合要求，故第三站布置在距離首站135km處。（4）取第四站與首站的站間距為205km，對應高程為Z=194m，則進口壓力為：符合要求，故第四站布置在距離首站205km處。（5）取第五站與首站的站間距為270km，對應高程為Z=252m，則進口壓力為：符合要求，故第四站布置在距離首站270km處。（6）取第六站與首站的站間距為340km，對應高程為Z=222.6m，則進口壓力為：符合要求，故第四站布置在距離首站340km處。（7）取第七站與首站的站間距為405km，對應高程為Z=247m，則進口壓力為：符合要求，故第四站布置在距離首站405km

20、處。（8）末站與首站的站間距為480，對應高程為Z=236m，則進口壓力為：計算得末站進口壓力為68.3m與設計要求的末站剩余壓頭70m相差不大，所以泵機組符合要求。故全線泵站布置完畢。3.6校核動靜壓力3.6.1判斷翻越點 則有翻越點存在，反之不存在。先假設沒有翻越點，則：在70km處，在146km處，在178km處，在220km處，在287km處，在347km處，在410km處，以上所得均小于H,故不存在翻越點，泵站布置合適。3.6.2動水壓力校核動水壓力的校核。 (3-27)最大動水壓力為： (3-28)式中 高程為i點處的動水壓頭，m；H泵站輸出的壓頭，m；X泵站與低點處的距離，m；Zx，Z1低點處、泵站的高程，m；P動水壓力，Pa。動水壓力為： 故動水壓力校核符合要求。3.6.3靜水壓力校核靜水壓力的校核： (3-29)式